第四章集成运放..ppt

一、集成运算放大器的基本结构及符号 三、集成运放的类型 2、加法运算 若R1 =R2 =Rf , 则 取R3= R1// R2//RF i1 + i2= if ui1 R1 = ui2 R2 + -uo Rf uo _ + ? + ? Rf R1 R2 ui2 R3 ui1 i1 i2 if 也有同相加法电路，但共模增益大，故应用较少。 3、减法运算 （1）由加法电路和反比电路构成 + Rf2 R2 R3 R5 ui2 uo + - ? ∞ + Rf1 R1 R4 ui1 uo1 + - ? ∞ (2) 由差分电路构成 _ + + ∞ Rf R1 R2 ui2 uo R3 ui1 ? 由叠加原理可得： 当ui1单独作用时，是反比电路： 当ui2单独作用时，是同比电路： 4、微分运算： ui － + + uo R R1 iC if C t ui 0 t uo 0 例： ,求uo。 90° 则输出会出现尖脉冲， 所以这个电路应用较少。 若输入是阶跃信号， ui t uo t 为了克服集成运放的阻塞现象和自激振荡，实用电路应采取措施。 限制输入电流 限制输出电压幅值 滞后补偿 * 集成电路: 将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。 集成电路的优点： 工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。 集成电路的分类： 模拟集成电路、数字集成电路； 小、中、大、超大规模集成电路； 一、集成电路的简述 1. 集成运放的电路结构特点 （1）采用直接耦合方式； 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成；大电容要外接。 （5）采用差放电路作输入级； （6）允许采用复杂的电路形式； （4）常用有源器件代替无源元件；高阻值电阻用三极管代替或外接。 （3）晶体管和场效应管常采用复合结构。 （2） 二极管一般用三极管的发射结构成。 2. 集成运放的组成及各部分作用 （1）输入级：高性能差放电路；输入电阻大、共模抑制比大、静态电流小。 （2）中间级：复合管共射电压放大电路；提供电压放大。 （3）输出级：互补对称输出电路。带载能力强、失真小。 （4）偏置电路：电流源电路；提供合适的静态工作点。 § 4.2 差分放大电路 一、零漂现象 RB +UCC RC T u0 vi 输入ui=0时，输出有缓慢变化的电压产生,即uO≠0。 二、原因 电源电压波动、元件老化等也会产生输出电压的漂移。主要原因是温度变化引起，也称温漂。 （2） 采用温度补偿。 （3） 输入级采用差分式放大电路。 （1） 在电路中引入直流负反馈。 三、改善方法 四、典型差分放大电路 ui1 +UCC RC1 T1 RC2 T2 ui2 RE –UEE + - + - vE + - uO C1 C2 1、结构 由两个结构对称、特性及参数相同的单级放大电路组成。 长尾电阻，直流负反馈，稳定Q点。 用恒流源代替RE ，可使电路进一步改善 双端输入 双端输出 2、分析计算 （1）静态工作点的计算 （2）动态分析 任一个输入端都包含有用信号和干扰信号。 ui1 ui2 有用信号——差模信号(differential mode)：大小相等，极性相反 +2mV -2mV 干扰信号——共模信号(common mode)：大小相等，极性相同 +8mV +8mV +10mV +6mV 一对任何输入信号可分解为差模输入和共模输入的线性组合 : 差模信号(differential mode) 有用信号 共模信号( common mode) 干扰信号 差模和共模信号同时存在时, ①只有差模信号输入 ： 其中：ui1= - ui2 ui1 RC1 T1 RC2 T2 ui2 + - + - vE + - uO C1 C2 ∴计算单边增益即可。 uid= ui1 - ui2 RE相当于接地了。 uC1 E C1 RC ?ib ui1 rbe ib + - + - 若输出端接了负载，则又应如何计算？ 思考： - uO + ui1 RC1 T1 RC2 T2 ui2 + - + - vE C1 C2 RL 分析：RL中点电位为 0。即相当于每边接了 。 C1 - uO + ui1 RC1 RC2 ui2 + - + - vE C2 - - - uC1 E C1 RC ?ib ui1 rbe ib + - + ui2 E C2 ?ib uC2 rbe ib + + RC ri1 rid = 2ri1 = 2rbe rO = 2rO1 = 2RC rO1 ② 只有共模信号输入： 其中：ui1= ui2 uiC= ?(ui1 + ui2) 差分放大电